加速器射線束精確測量設備的製作方法
2023-06-12 11:16:41 1
專利名稱：加速器射線束精確測量設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種射線束精確測量設備，尤其涉及一種加速器射線束測量設備。
背景技術：
在核技術應用領域，特別是貨櫃安全檢查系統中，經常需要測定電子加速器發射出的射線束的劑量或劑量率、能量和半值層等參數。加速器發射出來的射線束是不可見的和發散的，例如成扇形、錐形、矩形等，且在加速器射線束能量、半值層測量過程中需要用到衰減體，探測器、衰減體和射線束靶點之間的相互位置關係，對於測量結果的精準度具有很大影響，測試過程中擺放不到位或發生相互位置的變化都將會引入較大測量誤差。而現有測量方法中，劑量或劑量率測量裝置(探測器)和衰減體裝置通常是兩套相互獨立的裝置，需要近距離配合時存在相互幹擾的問題。因此需要一種裝置能夠方便而精確地調節探測器、衰減體和靶點的相對位置，優選地可以實現包括探測器和衰減體的高度和角度的遠 程控制調節。另外，在現有的測量設備中，衰減體採用手動逐塊添加的方形板來調節衰減量(衰減厚度)，而其影響量(高度和角度)的調節不易實現，給測量結果帶來較大人因誤差。為此，需要一種能夠方便地調節衰減體的衰減量(衰減厚度)的測量設備。
實用新型內容本實用新型的目的之一是提供一種能夠方便地調節衰減體的衰減量(衰減厚度)和精確地調整探測器、衰減體和靶點的相對位置的射線束測量設備。為了實現上述實用新型目的，本實用新型的技術方案通過以下方式來實現根據本實用新型的一個方面，提供一種加速器射線束測量設備，包括衰減體裝置，其具有工作部，所述工作部阻擋來自於加速器靶點的射線束以對該射線束的強度進行衰減；探測器，其用於探測穿過衰減體裝置的工作部的射線束的強度或劑量；和位置調整裝置，其用於承載所述衰減體裝置和所述探測器以及對所述衰減體裝置和所述探測器的空間位置進行調整，其中，所述衰減體裝置的工作部的厚度是可變的以對該射線束的劑量進行不同的衰減。進一步地，所述衰減體裝置具有旋轉軸線，並包括圍繞所述旋轉軸線布置的兩個、三個、四個或更多個翼部，所述翼部具有不同的厚度，所述衰減體裝置能夠通過圍繞所述旋轉軸線的旋轉來使不同的翼部作為工作部對射線束的強度進行不同的衰減。進一步地，所述衰減體裝置包括平行布置的具有不同厚度的兩個、三個、四個或更多個臺階部，所述衰減體裝置能夠通過平移來使不同厚度的臺階部作為工作部對射線束的強度進行不同的衰減。[0013]進一步地，所述衰減體裝置的工作部具有方形、圓形或多邊形的形狀。進一步地，所述射線束的中心線垂直於所述衰減體裝置的工作部的入射表面。更進一步地，所述射線束的中心線對應於所述探測器的中心。具體地，所述位置調整裝置包括探測器定位裝置，所述探測器定位裝置能夠通過平行於射線束中心線的方向的移動來調整所述探測器相對於衰減體裝置的工作部的距離和/或通過垂直於射線束中心線的方向的移動來尋找最大劑量響應點。具體地,所述衰減體裝置的工作部的厚度至少在80mm、100mm、120mm和140mm中變化。 具體地，所述探測器定位裝置遠離探測器的中心或位於射線束能夠到達的位置之 外。具體地，所述位置調整裝置對所述衰減體裝置和所述探測器的水平位置、豎直位置和傾斜角度進行調整。進一步地，所述位置調整裝置對所述衰減體裝置和所述探測器的水平位置、豎直位置和傾斜角度的調整通過手動、有線或無線的方式來控制。本實用新型的上述技術方案中的至少一個方面能夠通過設置具有厚度可變的工作部的衰減體裝置以及承載和定位衰減體裝置與探測器的位置調整裝置來改善衰減體的調節和所述裝置的定位精度，從而為加速器射線束的測量的遠程控制和完全自動化提供了可行性方案。
圖I示出根據本實用新型的一實施例的加速器射線束測量設備的示意性的結構俯視圖；圖Ia示出根據本實用新型的另一實施例的加速器射線束測量設備的示意性的結構俯視圖；圖2示出如圖I所示的加速器射線束測量設備的側視圖；圖3示出如圖I所示的加速器射線束測量設備的空間位置調整的示意圖；和圖4示出一組加速器射線束的能量的測量結果的示意圖。
具體實施方式
下面通過實施例，並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。在說明書中，相同或相似的附圖標號表示相同或相似的部件。下述參照附圖對本實用新型實施方式的說明旨在對本實用新型的總體實用新型構思進行解釋，而不應當理解為對本實用新型的一種限制。圖I示意性地示出根據本實用新型的一實施例的加速器射線束測量設備100。該加速器射線束測量設備100包括衰減體裝置10、探測器11和位置調整裝置12。衰減體裝置10具有工作部，該工作部阻擋來自於加速器靶點14的射線束15以對該射線束15的強度進行衰減。探測器11用於探測穿過衰減體裝置10的工作部的射線束的劑量。探測器11所探測到的劑量隨著衰減體裝置10的工作部對射線束的強度的衰減程度而變化。當射線束不被衰減體裝置10的工作部阻擋時，探測器11所探測到的劑量最大。而衰減體裝置10的工作部對射線束的強度的衰減越強，探測器11所探測到的劑量就越小。探測器11可以採用多種形式，例如探測器筆。位置調整裝置12用於承載所述衰減體裝置10和所述探測器11並對所述衰減體裝置10和所述探測器11的空間位置進行調整，從而使得衰減體裝置10和探測器11能夠相對於加速器靶點14和射線束15具有正確的相對位置。為了測量射線束在不同的衰減條件下的劑量，衰減體裝置10的工作部可以具有可變的厚度，不同厚度的工作部對於射線束的衰減不同。厚度越大，對射線束的衰減也越大。改變工作部的厚度的方式有多種。圖I中示出的是旋轉式的衰減體裝置。該衰減體裝置具有旋轉軸線16，並包括圍繞所述旋轉軸線布置的四個翼部17。所述翼部17具有不同的厚度。衰減體裝置10能夠通過圍繞所述旋轉軸線16的旋轉(如圖I中的彎曲的雙向箭頭表示)來使不同的翼部17作為工作部對射線束的強度進行不同的衰減。衰減體裝置10可以通過旋轉和平移使所需的翼部17與射線束15對準，以阻擋其通路實現對射線束15的強度進行所需的衰減。儘管在圖I中僅示出衰減體裝置10具有四個翼部17，但是衰減體裝 置也可以具有兩個、三個、五個或更多的翼部，以實現工作部的厚度的各種可能的變化。圖Ia示意性地示出根據本實用新型的另一實施例的加速器射線束測量設備101。該加速器射線束測量設備101採用另一種形式的衰減體裝置，即臺階式的衰減體裝置，其包括平行布置的具有不同厚度的多個臺階部。在這種情形中，衰減體裝置能夠通過平移(優選沿著垂直於射線束的方向)來使不同厚度的臺階部與射線束對準，作為工作部對射線束的強度進行不同的衰減，從而實現工作部的厚度變化。圖Ia中僅示出平行布置的三個臺階部，但是也可以設置兩個、四個或更多的臺階部。相鄰的臺階部之間可以是鄰接的(如圖Ia所示)，也可以由凹槽、斜坡等結構相分隔。採用上述厚度可變的衰減體裝置10，在改變衰減體的衰減量時不需要拆卸和更換衰減體裝置，而只需要調整其工作部的厚度，這避免了拆裝衰減體裝置所可能導致的不同衰減體的兼容性問題、重新定位和調整問題，並提高了測量效率。衰減體裝置10的工作部可以具有方形、圓形或多邊形等形狀。衰減體裝置10的工作部可以由諸如鋼、鉛、鋁或鉛銻合金等各種衰減材料構成。衰減體裝置10的工作部的厚度變化可以有兩種、三種、四種或更多種。例如，在0 IOMV加速器能量的射線束測量中，可以選擇80mm、100mm、120mm和140mm厚度作為工作部的可能厚度。但工作部的厚度不限於此，衰減體裝置10的工作部的形狀、厚度和其它外形尺寸可以根據射線束的測試要求來選擇和設定。衰減體裝置10的旋轉和平移可以通過相應的驅動裝置或手工來實現。由於射線束來自於加速器靶點，所以其具有一定的發散性。為了保證測量結果的一致性，射線束可以以相同的角度穿過工作部。為了便於測量和選擇工作部的厚度和防止射線束斜穿造成測量誤差，可以使所述射線束15的中心線垂直於所述衰減體裝置10的工作部的入射表面。類似地，衰減體裝置10的工作部的出射表面也可以設置成與所述射線束15的中心線垂直，以保證射線束15垂直地進出衰減體裝置10的工作部。在對於劑量或劑量率的測量中，為了準確地將探測器放置在射線束的最大劑量點處，可以將探測器11的中心調整成與射線束的中心線相對應，如圖2所示。即，使探測器11的中心位於射線束的中心線上。衰減體裝置10則可位於加速器靶點15和探測器11之間。探測器11和衰減體裝置10可以都安裝在位置調整裝置12上。位置調整裝置12可以使整個加速器射線束測量設備自由移動和轉向，以確定其相對於加速器靶點位於大體合適的位置。之後，位置調整裝置12可以對所述衰減體裝置10和所述探測器11的水平位置、豎直位置和傾斜角度進行調整。所述位置調整裝置12可以包括探測器定位裝置13。在一種實施例中，位置調整裝置12可以首先對所述衰減體裝置10和所述探測器11整體的水平位置、豎直位置和傾斜角度進行調整。例如，如圖3所示，可以調整所述衰減體裝置10和所述探測器11的傾斜角度以使得衰減體裝置10和探測器11都與射線束的中心線垂直。在劑量或劑量率測量過程中，為了更準確地反映加速器的輸出劑量率，期望將探測器放置在射束最大劑量點。所述探測器定位裝置13能夠通過平行於射線束中心線的方向的移動來調整所述探測器11相對於衰減體裝置10的工作部的距離和/或通過垂直於射線束中心線的方向的移動來尋找最大劑量響應點，以提高測量的精確性。另外，還可以使探測器定位裝置13遠離探測器11的中 心或位於射線束能夠到達的位置之外，這可以防止或減小由於其對於射線束的散射而對探測器產生影響。上述位置調整裝置12對所述衰減體裝置10和所述探測器11的水平位置、豎直位置和傾斜角度的調整、衰減體裝置10的旋轉或平移操作以及探測器11在上述兩個方向上的移動都可以通過手動、有線或無線的方式來控制。由此可以實現對加速器射線束測量設備的遠程控制。本實用新型提供了一種使用根據本實用新型的加速器射線束測量設備來測量加速器X射線束的能量的示例性方法，所述方法包括步驟提供衰減體裝置10，其具有工作部，所述工作部阻擋來自於加速器靶點14的X射線束15以對該X射線束15的強度進行衰減；提供探測器11，其用於探測穿過衰減體裝置10的工作部的X射線束的劑量；提供位置調整裝置13，其用於承載所述衰減體裝置10和所述探測器11以及對所述衰減體裝置10和所述探測器11的空間位置進行調整；和通過改變所述衰減體裝置10的工作部的厚度以對該X射線束的強度進行不同的衰減。還可以利用位置調整裝置根據加速器X射線束的中心線的仰角對衰減體裝置和探測器的傾斜角度進行調整以使加速度X射線束的中心線垂直於衰減體裝置的工作部的入射表面。進而，還可以利用位置調整裝置對探測器的豎直高度進行調整，並通過探測器定位裝置對探測器在垂直於X射線束中心線的方向上的位置進行調整，以使探測器中心與加速器X射線束中心線相對應。為了確定X射線束的能量和衰減倍數，上述測量方法還可以包括以下步驟在X射線束通道上沒有設置衰減體的情況下，通過控制探測器定位裝置13來移動探測器11，找到對應於最大劑量率Dtl (劑量率為單位時間內吸收或接收到的輻射劑量)的位置，並將探測器11鎖定於該位置；將衰減體裝置的工作部的厚度設置成最小厚度Cl1，並以所述工作部阻擋射線束，在探測器上測量到的穿過所述工作部的射線束劑量率為D1 ;改變衰減體裝置的工作部的厚度以在探測器上測量到相應的射線束劑量率，其中第i次測量所對應的工作部的厚度為4，測量到相應的射線束劑量率為Di ;分別計算出工作部的每一厚度Cli所對應的衰減倍數DcZDi,形成測量曲線，將測量曲線與參考曲線進行比較以判定加速器X射線束的倉tfi。儘管上述測量步驟中首先從厚度最小的工作部開始測量，但是也可以根據需要從其它厚度的工作部開始測量。圖4中給出了加速器X射線束衰減倍數隨衰減體(工作部)的厚度而變化的示例性曲線(KD曲線)圖。在圖4的實施例中，採用了鋼板作為衰減體工作部的衰減材料，測量了在工作部厚度為80mm、100mm、120mm和140mm厚度的情況下穿過衰減體裝置的工作部的X射線束的劑量率。再根據以上所述的定義，由在X射線束通道上沒有設置衰減體的情況下測量得到的劑量率與在工作部厚度為80mm、100mm、120mm和140mm厚度的情況下測得的劑量率的商分別得出相應的衰減倍數，將所得到的四種情況下的衰減倍數對應於相應的工作部厚度(鋼板厚度)得出測量曲線。 圖4中也同時示出了對應於能量為2. 5MV、3.0MV、
3.5MV和4. OMV的X射線束的四條參考曲線，以便於比較。從圖4中可以看出，所得的測量曲線的變化趨勢位於3. OMV和3. 5MV的參考曲線之間。即，所測量的X射線束對應的能量在3. OMV和3. 5MV之間。經過比較估計，可得出所測量的X射線束對應的能量約為3. 2MV。在測量過程中，衰減體裝置和探測器的設定可以根據本說明書前述部分的描述得出。儘管上述實施例中採用了 KD曲線法來測量X射線束的能量，但是，應當理解，根據本實用新型的測量設備也可以用於以其它的方法來測量X射線束的能量，比如半值層法
坐寸o本領域技術人員應當理解，X射線束的能量是一種等效能量說法，其不代表所測加速器發射的所有X射線實際能量，因為加速器所產生的X射線束能量是一個連續區間的能譜，並非單一能量。所以，在上述圖4所示的實施例中得出的所測量的射線束對應的加速器能量約為3. 2MV可以理解為，該加速器提供能量3. 2MeV的電子束打靶所產生的X射線能量。兆伏特(MV)通常用來表示加速器能量，對於電子加速器，IMV的加速器能量表示能夠提供能量為I兆電子伏特(MeV)的電子束打靶所產生的X射線能量。然而，本領域技術人員應當理解，該實施例是示例性的，本實用新型的上述測量設備和測量方法也可以應用於測量加速器發出的除X射線之外的其它射線束，如電子束、離
罕市坐丁 J7K 寸 o雖然結合附圖對本實用新型進行了說明，但是附圖中公開的實施例旨在對本實用新型優選實施方式進行示例性說明，而不能理解為對本實用新型的一種限制。雖然本實用新型總體構思的一些實施例已被顯示和說明，本領域普通技術人員將理解，在不背離本總體實用新型構思的原則和精神的情況下，可對這些實施例做出改變，本實用新型的範圍以權利要求和它們的等同物限定。
權利要求1.一種加速器射線束測量設備，其特徵在於，所述加速器射線束測量設備包括 衰減體裝置，其具有工作部，所述工作部阻擋來自於加速器靶點的射線束以對該射線束的強度進行衰減； 探測器，其用於探測穿過衰減體裝置的工作部的射線束的強度或劑量；和位置調整裝置，其用於承載所述衰減體裝置和所述探測器以及對所述衰減體裝置和所述探測器的空間位置進行調整， 其中，所述衰減體裝置的工作部的厚度是可變的以對該射線束的強度進行不同的衰減。
2.根據權利要求I所述的加速器射線束測量設備，其特徵在於，所述衰減體裝置具有旋轉軸線，並包括圍繞所述旋轉軸線布置的兩個、三個、四個或更多個翼部，所述翼部具有不同的厚度，所述衰減體裝置能夠通過圍繞所述旋轉軸線的旋轉來使不同的翼部作為工作部對射線束的強度進行不同的衰減。
3.根據權利要求I所述的加速器射線束測量設備，其特徵在於，所述衰減體裝置包括平行布置的具有不同厚度的兩個、三個、四個或更多個臺階部，所述衰減體裝置能夠通過平移來使不同厚度的臺階部作為工作部對射線束的強度進行不同的衰減。
4.根據權利要求I所述的加速器射線束測量設備，其特徵在於，所述衰減體裝置的工作部具有方形、圓形或多邊形的形狀。
5.根據權利要求I所述的加速器射線束測量設備，其特徵在於，所述射線束的中心線垂直於所述衰減體裝置的工作部的入射表面。
6.根據權利要求5所述的加速器射線束測量設備，其特徵在於，所述射線束的中心線對應於所述探測器的中心。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的加速器射線束測量設備，其特徵在於，所述位置調整裝置包括探測器定位裝置，所述探測器定位裝置能夠通過平行於射線束中心線的方向的移動來調整所述探測器相對於衰減體裝置的工作部的距離和/或通過垂直於射線束中心線的方向的移動來尋找最大劑量響應點。
8.根據權利要求1-6中任一項所述的加速器射線束測量設備，其特徵在於，所述衰減體裝置的工作部的厚度至少在80mm、100mm、120mm和140mm中變化。
9.根據權利要求7所述的加速器射線束測量設備，其特徵在於，所述探測器定位裝置遠離探測器的中心或位於射線束能夠到達的位置之外。
專利摘要本實用新型公開了一種加速器射線束測量設備。所述加速器射線束測量設備包括衰減體裝置，其具有工作部，所述工作部阻擋來自於加速器靶點的射線束以對該射線束的強度進行衰減；探測器，其用於探測穿過衰減體裝置的工作部的射線束的強度或劑量；和位置調整裝置，其用於承載所述衰減體裝置和所述探測器以及對所述衰減體裝置和所述探測器的空間位置進行調整，其中，所述衰減體裝置的工作部的厚度是可變的以對該射線束的強度進行不同的衰減。所述測量設備能夠通過設置具有厚度可變的工作部的衰減體裝置以及承載和定位衰減體裝置與探測器的位置調整裝置來改善衰減體的調節和所述裝置的定位精度。
文檔編號G01T1/02GK202471981SQ201120569269
公開日2012年10月3日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者明申金, 曹豔峰, 朱國平, 胡玉新, 鄧豔麗 申請人:同方威視技術股份有限公司